课程设计浮阀塔_土建水利学

　　课程设计浮阀塔共21页，5774字
　　前言
　　浮阀塔结构简单，有两种结构型式，即条状浮阀和盘式浮阀，它们的操作和性能基本是一致的，只是结构上有区别，其中以盘式浮阀应用最为普遍。盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片。为了控制阀片的浮动范围，在阀片的上方有一个十字型或依靠阀片的三条支腿。前者称十字架型，后者称V型。目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。
　　塔内的溶液以两种物质状态运动着，气态穿过塔板升气孔上升，液态横过塔板进入降液管流至下层塔板上，气液两相在每层塔板上接触，进行传热传质，使得乙醇由液态→气态→液态，逐层上升，最后在塔顶部得到浓缩的乙醇，如果使这分子运动速度提高，即强化这一过程，塔的效率就高。气液两相接触有一界面，界面越大即传热传质过程便得到强化，效率就高。过去用筛板塔、泡罩塔，气体在液体中几乎是垂直上升，鼓泡而出。阀片使上升气体呈水平方向喷射而出，而且采用的汽速较泡罩塔高得多，使气体高度分散，气泡很小，因此气液接触面大。在气体负荷较大时产生雾沫夹带也小，在液流量小时也不会发生不与液层接触而垂直上升的不良现象，随着气体上升量的变化，相应的变化浮阀的流量面积，维持着较高的速，因此气-液始终接触良好。
　　浮阀精馏塔总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，具体考虑以下几点。
　　 ⑴ 满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。设计的流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。设置必需的仪表并安装在适宜部位，以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。
　　 ⑵ 满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备与基建的费用，回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。设计时应全面考虑，力求总费用尽可能低一些。
　　 ⑶ 保证生产安全生产中应防止物料的泄露，生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。塔体大都安装在室外，为能抵抗大自然的破坏，塔设备应具有一定刚度和强度。
　　目录
　　 (一) 设计方案的确定………………………………………………………………………4
　　 (二) 精馏塔的物料衡算……………………………………………………………………4
　　 1. 原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率………………………………………………4
　　 2. 原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔分率…………………………………………4
　　 3. 物料衡算………………………………………………………………………………4
　　 (三) 塔板数的确定…………………………………………………………………………5
　　 1. 理论层数NT的求取………………………………………………………………….5
　　 2. 实际板数Np的求取…………………………………………………………………7
　　 (四) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算…………………………………………7
　　 1. 操作压力的计算………………………………………………………………………7
　　 2. 操作温度的计算………………………………………………………………………7
　　 3. 平均摩尔质量的计算…………………………………………………………………8
　　 4. 平均密度的计算………………………………………………………………………8
　　 (五) 精馏塔的工艺工艺尺寸的计算………………………………………………………9
　　 1. 塔径的计算……………………………………………………………………………9
　　 2. 精馏塔有效高度的计算……………………………………………………………10
　　 (六) 塔板主要工艺尺寸的计算…………………………………………………………10
　　 1. 降液管的选择与计算………………………………………………………………10
　　 2. 溢流堰的选择与计算………………………………………………………………10
　　 3. 受液盘和底隙………………………………………………………………………11
　　 4. 塔盘及其布置………………………………………………………………………11
　　 5. 浮阀数及其排列……………………………………………………………………11
　　 (七) 塔板流动性能校核…………………………………………………………………13
　　 1. 液沫夹带量校核……………………………………………………………………13
　　 2. 塔板阻力hf的计算…………………………………………………………………13
　　 3. 降液管液泛校核……………………………………………………………………14
　　 4. 液体在降液管内的停留时间………………………………………………………14
　　 5. 严重漏夜校核………………………………………………………………………15
　　 6. 塔板负荷性能图……………………………………………………………………15
　　 1) 过量液沫夹带线关系式………………………………………………………15
　　 2) 液相下限线关系式……………………………………………………………15
　　 3) 严重漏夜线关系式……………………………………………………………16
　　 4) 液相上限线关系式……………………………………………………………16
　　 5) 降液管液泛线关系式…………………………………………………………16
　　 (八) 辅助设备的设计……………………………………………………………………17
　　 (九) 浮阀塔设计计算结果汇总…………………………………………………………19
　　 (十) 参考文献……………………………………………………………………………20

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